固态电池系列报告之二:技术路线多元发展,产业化落地加速.pdf

2024-07-10 10:36
中银证券
武佳雄,李扬
固态电池系列报告之二:技术路线多元发展,产业化落地加速.pdf

电力设备|证券研究报告—行业深度2024年7月10日强于大市相关研究报告《固态电池系列报告之一-技术趋势明确,产业化大幕开启》20240616中银国际证券股份有限公司具备证券投资咨询业务资格电力设备证券分析师:武佳雄jiaxiong.wu@bocichina.com证券投资咨询业务证书编号:S1300523070001证券分析师:李扬yang.li@bocichina.com证券投资咨询业务证书编号:S1300523080002固态电池系列报告之二技术路线多元发展,产业化落地加速固态电池由于具备高能量密度和高安全受到产业重点关注,从技术路线来看,现阶段聚合物、氧化物、硫化物各自具备优点和缺点,综合了聚合物和氧化物的复合电解质有望率先实现产业化,助力固态电池产业化加速落地,下游应用有望逐步打开。未来随着硫化物路线以及界面技术的不断成熟,全固态电池将具备产业化基础。维持行业强于大市评级。支撑评级的要点对于电池技术要求的不断提升需要固态电池。液态锂离子电池是目前普遍使用的电池技术,但该技术在能量密度提升和安全性能改进等方面仍存在难题。固态电池技术能够通过材料体系改进等方法提升电池能量密度,且能够实现电池的本征安全,契合新能源汽车对于锂离子电池技术发展趋势,是未来锂离子电池升级的重要技术方向。政府高度重视,企业积极布局,未来市场空间广阔。固态电池作为未来重要的锂离子电池技术升级方向,获政府重点支持。据《中国日报》报道,我国将投入约60亿元用于全固态电池研发,宁德时代、比亚迪等六家企业获得政府基础研发支持。企业层面纷纷布局固态电池的研发和生产,宁德时代、上汽、广汽等宣布了固态电池的研发或产业化进度。政府和企业的助推有望促进固态电池产业化尽快落地。海外方面,日本,美国,欧洲等地政府也先后提出了固态电池的发展路线,促进固态电池发展。根据中商产业研究院预测,固态电池出货量2025年有望超过11GWh,2030年有望达到600GWh以上,未来市场空间广阔。电解质技术路线各有优劣,复合电解质路线有望率先产业化。固态电池相比较液态电池最主要的变化是固态电解质。目前主流的固态电解质技术路线可以分为聚合物、氧化物、硫化物三种,这三种技术路线各有优劣。复合固态电解质综合了聚合物和氧化物的优点,在离子电导率、可加工性等方面具备优势,未来有望率先实现产业化。硫化物电解质是全固态电池理想的技术路线,目前仍存产业化难题。硫化物电解质具有离子电导率高、界面性能好等优势,成为全固态电池理想的技术路线。然而,硫化物电解质存在诸多问题,例如其容易和空气中水或氧气发生副反应生成有毒气体,因此在产业化过程中面临难题。通过对硫化物电解质进行表面处理等手段减少副反应发生提高稳定性是当前硫化物电解质研发的重点。未来随着相关技术的不断突破,硫化物依然是全固态电池的首选路线。界面技术的应用对于固态电池至关重要。固态电池中的界面接触为固-固接触,与液态电池中的固-液接触相比变化较大,会造成锂离子传输效率下降,影响电池性能。界面技术的应用能够改善固态电池的固-固接触,提升固态电池性能,因此界面技术在固态电池中至关重要。界面技术有多种方法,例如,在固态电池中添加电解液、在电极材料表面包覆电解质、电极中掺电解质等,能够改善电池性能,未来有望获得规模化应用。投资建议固态电池作为下一代锂离子电池重要的升级方向之一,具有高能量密度、高安全等优点,未来有望逐步实现产业化,市场空间广阔。固态电解质是固态电池的关键变化,在众多固态电解质技术路线中,复合固态电解质综合聚合物和氧化物的优点,配合界面技术的应用,有望率先实现产业化落地。硫化物电解质是全固态电池的理想路线,未来随着相关技术的成熟,有望批量化生产。推荐宁德时代、亿纬锂能、欣旺达、豪鹏科技、当升科技、容百科技、德方纳米、厦钨新能、璞泰来、中科电气、恩捷股份、星源材质、壹石通、天赐材料、新宙邦、多氟多等,建议关注孚能科技、中伟股份、三祥新材、联创股份等。评级面临的主要风险新能源汽车产业政策不达预期;新能源汽车产品力不达预期;产业链需求不达预期;技术进步不达预期。2024年7月10日固态电池系列报告之二2目录固态电池具备双重优势,产业化进程加速....4液态电池的能量密度进入瓶颈期,安全性仍存不足.4固态电池在能量密度和安全性方面具备优势,有望打开新的应用领域.....5固态电池产业化进程逐步加速.7固态电池未来市场空间广阔.....8复合电解质有望率先产业化,硫化物依然是全固态首选...9电解质是固态电池中变化较大的环节.9聚合物是商业化较早的路线,优点和缺点均很明显.....10氧化物具有离子电导高等优点,产业化相对易行...10复合电解质具备优势,未来有望成为主流路线之一.....11硫化物电解质依然是全固态电池技术首选...13界面改性技术是关键,助推固态电池性能完善.....15界面性能对于固态电池至关重要.15活性材料表面包覆电解质能够改善界面性能.....15风险提示....182024年7月10日固态电池系列报告之二3图表目录图表1.动力电池能量密度发展路线4图表2全球动力电池装机.....5图表3.中国动力电池装机....5图表4.锂电池热失控机理....5图表5.固态电池和液态电池6图表6.液态电池和固态电池比较....6图表7.液态电池和固态电池的燃烧特性及针刺实验比较6图表8.固态电池分类7图表9.全球固态电池企业概览(不完全统计)....7续图表9.全球固态电池企业概览(不完全统计)8图表10.2023-2030年国内固态电池出货量预测....8图表11.2023-2030年国内固态电池市场空间预测.8图表12.固态电池产业链概览....9图表13.三种固态电池技术路线比较....9图表14.电解液与聚合物电解质性能比较10图表15.氧化物电解质..11图表16.几种固态电解质性能对比12图表17.上汽集团固态电池规划....13图表18.硫化物电解质分类14图表19.硫化物电解质企业布局情况(不完全统计)....14图表20.固态电池界面示意图..15图表21.固态电池界面示意图..15附录图表22.报告中提及上市公司估值表172024年7月10日固态电池系列报告之二4固态电池具备双重优势,产业化进程加速液态电池的能量密度进入瓶颈期,安全性仍存不足液态电池的能量密度提升难度较大,距离目标仍有差距。常规的锂离子电池是由正极、负极、隔膜、电解液四大材料以及辅助材料等组成。目前,能够批量生产制造且实现商用的锂离子电池的能量密度最高能够达到300Wh/kg左右,但是进一步提升的难度较大。这是由于锂离子电池的能量密度提升主要靠材料克容量的提升,而采用高比容量的正负极材料会造成安全性能的下降,因此,需要在电池的能量密度和安全性方面进行平衡。随着新能源汽车产业的不断发展,对于高能量密度的锂离子电池依然有较大需求。根据中国汽车工程学会制定的动力电池发展路线图,高端型动力电池单体比能量要在2025年达到350Wh/kg以上,2030年达到400Wh/kg以上,2035年达到500Wh/kg以上。通常来讲,传统液态锂离子电池的能量密度上限被公认为350Wh/kg,其实际比能量很难达到400W

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